金属及合金的物理性质

环球雅思教育学科教师讲义 讲义编号： 副校长/组长签字： 签字日期： 学员编号： 学员姓名： 年级：初四 课时数：3 辅导科目：化学 学科教师：张丹丹 课 题 金属及合金的物理性质 授课日期及时段 2013.12.08 10:10〜12:10 教学目的 1、 了解常见的金属及分类。 2、 掌握金属及其合金的物理性质与用途。 3、 熟悉掌握铁单质的提取方法。 重难点 重点：金属及其合金的物理性质及用途。难点：炼铁的原理及装置。 考纲说明】 1、掌握金属及其合金的物理性质与用途。 2、熟悉掌握铁单质的提取方法。 3、本部分在中考中占2~4 分。 【趣味链接】 黄金是延展性最好的金属。1 克金可以拉成长达 4000 米的细丝。如果用 300 克黄金拉成细丝，可以从南京出 发，沿着铁路线一直延伸到北京。一吨黄金拉成的细丝，可以从地球到月亮来回五次。黄金也可以压成比纸还薄很 多的金箔，厚度只有五十万分之一厘米。这样薄的金箔，看上去几乎是透明的，带点绿色或蓝色。此外，用黄金合 金制成的金币、金首饰也深得人们的喜爱。我们平时看到的22K、18K金首饰，都是含有不同分量的黄金合黄。在 地壳里金的含量不算少，据估计，大约占地壳的一百亿分之五，但是都很分散，真是“遍地有黄金”！ 【知识梳理】 、金属材料 1、 纯金属（90 多种），如铁、铜、金、银、铝、钾、钠、钙、铬、钨、镍、钛、锌、锡、镁、锰等 合金（几千种），如生铁、不锈钢、锰钢、青铜、黄铜、硬铝、钛合金等 2、 金属单质的物理性质： （1 ）常温下一般为固态（汞为液态），大多数有金属光泽。 （2） 大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）。 （3） 有良好的导热性、导电性、延展性。 （4） 硬度、密度较大，熔、沸点较高。 3、 金属之最： （1）铝：地壳中含量最多的金属元素。 (2) 钙：人体中含量最多的金属元素。 ( 3 )铁：目前世界年产量最多的金属(铁＞ 铝 ＞ 铜)。 (4) 银：导电、导热性最好的金属(银＞铜＞金＞铝)，电子制造业的导体，饰品。 (5) 铬：硬度最高的金属。 (6) 钨：熔点最高的金属，用作灯丝。 (7) 汞：熔点最低的金属。 (8) 锇：密度最大的金属 。 (9) 锂：密度最小的金属。 4、 金属分类：分为黑色金属和有色金属，是应用最广泛的金属材料。 (1) 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 (2) 有色金属：除黑色金属外的其他各种金属。 轻金属：密度在4.5g/cm3以下的，如钠、镁、铝等； 重金属：密度在4.5g/cm3以上的，如铜、锌、铅等。 稀土金属：有钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)等。 稀散金属：含量很少，分布稀散。如镓、铟、铊等。 贵金属：含量少，开采、提纯困难，如金、银、铂等。 5、 合金：在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。 ★：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好。 合金：铁的合金、铜合金、焊锡、钛和钛合金、形状记忆金属 合金 主要成分 性能 用途 生铁 Fe、C 硬脆，可铸造不能锻压 炉具、炊具、机床底座等 不锈钢 Fe、Cr、Ni 抗腐蚀性好 医疗器械 锰钢 Fe、Mn、C 韧性好，硬度大 轨道、挖掘机铲斗、坦克、 自行车架 青铜 Cu、Sn 强度较咼，可塑性好，易加 工耐磨 机器零件、仪表和日用品 黄铜 Cu、Zn 强度较咼，可塑性好，耐磨 耐腐蚀 机器零件，如承轴、齿轮 硬铝 Al、Cu、Mg、Si 硬度强度均比纯镁或纯铝大 火箭、飞机、轮船等得制造 钛合金 Ti、Al、V 耐咼温，耐腐蚀，强度咼 航空航天工业、医疗假肢 优点：( 1)熔点高、密度小。 ( 2)可塑性好、易于加工、机械性能好。 ( 3)抗腐蚀性能好。 二、炼铁的原理 1、 在自然界中铁主要以化合物的形式存在，常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是 Fe3O4)、菱铁矿(主要成分为FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)等。 2、 (1)原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 (2)原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。 C+O2=CO(不完全燃烧) 3CO + 足°3 高温 2Fe + 3CO2 3、 化学上把含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。夺氧的物质是还原剂，失去氧的物质是氧化剂。 4、 装置图： 出口 匚 B C 图2 图1 热空气嶺 石灰水 3 原料入口 :J生铁 ®氧化铁 _氧化碳f ■=!“亍 4Ki ［酒精込 喷灯-r 经典例题】 【例 1】（2011．宿迁市）下列应用在高铁列车上的材料，不属于金属材料的是 （ ） A. 不锈钢 B.玻璃 C.铝合金 D.铜线 【例 2】（2011．南昌市）南昌市地铁轨道 1 号线建成将极大改善市区交通状况。地铁轨道通常是由锰钢制成的 锰钢属于 （ A ） A. 金属材料 B.复合材料 C.合成材料 D.无机非金属材料物 【例 3】（2011.娄底市）下列与金属有关的说法正确的是 （ ） A. 生铁和钢都是铁的合金 B. 废旧电池可以随意丢弃，不会对环境造成污染 C. 银的导电性比铜强，所以一般用银作电线 D. 铁矿石在地壳中含量最丰富，可以随意开采 【例 4】（2012.淮安市）青铜是人类最早使用的铜、锡合金，下列说法中不正确的是（ ） A. 青铜属于纯净物 B. 青铜属于金属材料 C. 青铜的硬度比铜大 D. 青铜耐腐蚀，易铸造成形 【例 5】（2012.广州市）下列说法正确的是（ ） A. 铝是人类最早利用的金属材料 B. 铜是目前世界年产量最高的金属 C. 大多数金属元素在自然界中以单质形式存在 D. 日常使用的金属材料大多数是合金 【例 6】（2011.苏州市）下列关于合金的说法正确的是 （ ） A. 合金不属于金届材料 B.合金的硬度一般比各成分金属大 C.合金属于金属单质 D.多数合金的熔点高于组成它的成分金属 【例 7】（2011.黄石市）食品包装袋中经常使用到铝箔，铝能制成铝箔是因为铝具有良好的 （ ） A. 导电性 B. 抗腐蚀性 C. 导电性 D. 延展性 【例 8】（2013.福州市）下列关于铁的说法正确的是（ ） A. 铁部分锈蚀后没有回收价值 B. 铁是地壳中含量最丰富的金属元素 C. 铁生锈，产生的铁锈能阻止铁继续被锈蚀 D. 铁生锈是铁在有氧气和水等物质存在的条件下，发生复杂化学反应的过程 【例 9】（2012.盐城市）生活中处处有化学。铁锅是厨房中常用的炊具，请用所学的化学知识填空。 ① 铁锅作炊具主要是利用铁的 性。 ② 铁锅手柄上使用的塑料应具有 性（填“热塑”或“热固”）。 / ③ 使用铁锅有利于人体健康，主要是因为 。 （' ④ 请你说出一个厨房中防止铁锅生锈的方法 。 【例10】（2012.重庆市）（4分）我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni），伍角币为 钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。 （1） 铸造以上硬币用到的材料都 （填“合成材料”或“金属材料”）。 （2） 选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是 （（填序号）。 A. 金属的导电性 B.金属的耐腐蚀性 C. 金属的硬度 D. 金属价格与硬币面值的吻合度 （3） 以上硬币涉及到Fe、Cu、Al、Ni （镍），已知Ni能够发生如下反应： Ni+ H2SO4= NiSO4+ H2 f Fe+ Nicy Ni + FeC2 这两个反应的基本类型都是 。四种金属活动性由强到弱的顺序为 （用元素符号 表示）。 课堂练习】 1、 （2012江西）下列生活用品用金属材料制作而成的是（ ） A.陶瓷杯 B.不锈钢碗 C.塑料盆 D.玻璃茶壶 2、（2012．桂林市）下列家用物品中，都用到的材料是 （ ） 塑料油瓶 电话 电视机 溜冰鞋 A、合成材料 B、天然纤维 C、金属 、玻璃 3、（2011．济宁市）将垃圾分类回收利用，既节约资源，又防止污染，符合可持续发展的要求。例如：破铁锅、坏 车架、废弃易拉罐、旧电线和铝材下脚料等可归为一类回收，它们属于 （ ） A.金属 B.氧化物 C.盐 D.有机物 4、（2011.泉州市）下列有关铁及其化合物的说法中错误的是（ ） A. 生铁和钢都是铁的合金 B. 铁在潮湿的空气中容易生锈 冋收拆占 C. 地壳中含量最多的金属元素是铁元素 D. —氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁 5、（2011.桂林市）下列认识不正确的是 A.钢是很纯的铁 C.隔绝空气和水可以防止铁生锈 ） B.铁锈的主要成分是Fe2O3xH20 D.被腐蚀的铁制品应该加以回收 6、（2013.南宁市）目前，南宁市正在进行地铁建设，修建地铁广泛使用金属材料，下列不属于合金的是（ ） A、锰钢 B、生铁 C、硬铝 D、合成材料 7、（2013.大连市）下列关于金属利用的说法错误的是（ ） A、用铝制高压电线 C、用纯铁制机床底座 B、用钨制灯丝 D、用铝粉制防锈漆 课后作业】 1、（2011.内江市）鞍钢集团全力支持上海世博会，为上海虹桥交通枢纽建设提供了4.7 万吨精品钢材。下列关于钢 的说法错误的是 （ ） A.钢是一种铁合金 B.钢的许多性能优于生铁 C. 钢的含碳量高于生铁 D.钢是一种混合物 2、 （2012 •成都）下列有关金属的说法不正确的是（ ） A. 常温下金属均为固态 B. 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同 C. 铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更易生锈 D. 铝在空气中表面会生成致密的氧化铝薄膜，使铝具有很好的抗腐蚀性能 3、 （2013.苏州市）下列有关金属性质的说法错误的是 （ ） A. 常温下所有金属都是银白色的固体 B. 在空气中灼烧铜丝，其表面会变黑 C. 铜、银等金属具有良好的导电性 D. 埋在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中的铸铁管容易被腐蚀 4、 （2013.盐城市）下列有关钢铁的叙述不正确的是 （ ） A.生铁和钢都属于铁合金 B.铁丝在氧气中燃烧生成Fe2O3 C.在钢管表面镀锌可以防止锈蚀 D.炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石 5、 （2013.佛山市）以下说法正确的是 （ ） A.常温下金属都是固体 B.钠比铝抗腐蚀能力强 C.青铜、生铁、焊锡均属合金 D.木炭和ZnO在高温条件下不能反应 6、 （2010.株洲市）下列有关金属的说法错误的是（ ） A. 金属具有金属光泽，常温下金属都是固体 B. 生铁和钢是含碳量不同的铁合金，其中生铁的含碳量大于钢的含碳量 C. 炒完菜后，应及时除掉锅底的水，这样可以防止铁锅生锈 D. 金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一 7、 （2013.鞍山市）下列说法中，不正确的是 （ B ） A、不锈钢是一种合金 B、活性炭能将硬水软化 C、塑料属于合成材料 D、铁制品表面刷漆能防锈 8、 （2013.扬州）下列有关金属的描述不正确的是（ C） A、地壳中含量最多的金属元素是铝 B、车船表面涂油漆可防止生锈 C、废铜屑可全部溶解于过量稀盐酸 D、黄铜比纯铜的硬度大 9、 我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元为钢芯镀镍（Ni），五角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金 或不锈钢。选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是（ ） A.金属的硬度 B.金属的导电性 C.金属的耐腐蚀性 D.金属价格与硬币面值的吻合度 10、 （2012.怀化市）（1）在“南海一号”打捞出来的文物中，“金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈； 铁器则锈迹斑斑，残存很少，这说明金、铜、铁这三种金属的活动顺序由强到弱的顺序是 中国教育培训领军品牌 （2） 生铁和钢是世界上用量最大的 （填“金属材料”或“合成材料”）；炼铁的原理是利用一氧化碳与 氧化铁反应，反应的化学方程式为. 。 （3） 写出防止铁生锈的方法一种是 。 11、（2013.安徽省）（6分）铁锅、铝锅是生活中常用的炊具，下图是铁锅的示意图。 （1） 铁锅含有合金单质 （写化学式），含有的有机合成材料是 。 （2） 炒菜时铁锅中的油着火可用锅盖盖灭，其原理是 。 （3） 铝锅轻便、耐用，其原因是 、 。 （4） 废旧铁锅、铝锅不要随意丢弃，应回收利用，这样做的意义是 。 12、（2010．陕西省） （共4 分）青少年看书、写字一定要爱护眼睛，台灯是在光线不足时常用的照明用具。 （1） 图中标示的物质属于金属材料的有 （填序号）。 （2） 灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成铝箔是利用了铝的 性。 ⑶铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因 是 。 （4）若要验证铜、铁、铝的活动性顺序，某同学已经选择了打磨过的铁丝， 你认为他还需要的另外两种溶液是 课后反馈】 本次 同学课堂状态： 本次课后作业： 需要家长协助： 家长意见： 【参考答案】 【经典例题】 1、B 2、A 3、A 4、A 5、D 6、B 7、D 8、D 9、①导热 ②热固 ③能增加人体 （或食物）中的铁元素 ④保持洁净和干燥（合理答案均给分） 10、（1）金属材料。 （2） A。 （3） 置换反应。Al> Fe > Ni > Cu。 【课后习题】 1、 B 2、 A 3、 A 4、 C 5、 A 6、 D 7、 C 【课后作业】 1、 C 2、 A 3、 A 4、 B 5、 C 6、 A 7、 B 8、 C 9、 B 10、（ 1）铁、铜、金（ 2）金属材料 3CO+Fe2O3 高温2Fe+3CO2 （3）在铁制品表面镀一层其它金属 11、（1） Fe；塑料。（2）使油与氧气隔绝。（3）铝的密 度小、常温下，与氧气反应表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝的进一步氧化。（4）减少环境污染，节约金属资源。 12、（1）②④① （2）延展性（3）铝与氧气反应表面形成致密氧化膜（4） CuSO4和A12（SO4）3或硫酸铜和硫酸 铝（其他合理答案均可）